简介：ExpressLRS 发射带OLED屏幕，使用模块(ESP32主控 E28射频)拼装而成，品质和效果有保障，且容易制作。

好的，作为一名高级嵌入式软件开发工程师，我很乐意为您详细阐述ExpressLRS发射器（基于ESP32和E28模块）的软件架构设计，并提供相应的C代码实现。本项目旨在构建一个可靠、高效、可扩展的嵌入式系统平台，从需求分析到最终实现，再到测试验证和维护升级，每一步都力求精益求精。
关注微信公众号，提前获取相关推文

项目简介回顾：

本项目核心是开发一个ExpressLRS发射器，它利用ESP32作为主控芯片，E28模块作为射频前端，配备OLED屏幕用于信息显示和用户交互。ExpressLRS以其低延迟、高刷新率和远距离传输而闻名，非常适合无人机、遥控模型等应用。使用模块化组件（ESP32和E28）降低了制作难度，同时保证了性能和可靠性。

1. 需求分析

在项目初期，我们需要明确ExpressLRS发射器的具体需求。以下是一些关键需求点：

核心功能:
- ExpressLRS协议实现：支持ExpressLRS协议栈，包括数据包的编码、解码、CRC校验、数据加密（可选）等。
- 射频控制：控制E28模块进行射频信号的发射和接收，包括频率设置、功率调节、频道选择等。
- 数据传输：将遥控指令数据（例如摇杆、开关等输入）通过ExpressLRS协议无线传输给接收端。
- 遥测数据接收与处理：接收来自接收端的遥测数据（如电压、电流、信号强度等），并进行解析和显示。
用户界面:
- OLED屏幕显示：实时显示关键信息，如工作频率、发射功率、刷新率、遥测数据、系统状态等。
- 用户交互：通过按键或旋钮等输入设备，实现参数配置、模式切换、系统设置等功能。
- 菜单系统：构建用户友好的菜单系统，方便用户操作和配置。
系统性能:
- 低延迟：尽可能降低数据传输延迟，保证控制的实时性。
- 高刷新率：支持高刷新率模式，例如500Hz甚至更高，提供更流畅的控制体验。
- 稳定可靠：系统运行稳定可靠，不易出错，保证通信链路的畅通。
- 远距离传输：充分发挥ExpressLRS的远距离传输优势。
可扩展性:
- 模块化设计：采用模块化设计，方便功能扩展和代码维护。
- 固件升级：支持固件在线升级（OTA）或通过USB等方式进行升级，方便后续功能更新和bug修复。
- 硬件扩展接口：预留硬件扩展接口，方便用户扩展其他传感器或功能模块。
功耗:
- 低功耗设计：尽量降低系统功耗，延长电池续航时间。

2. 系统架构设计

为了满足上述需求，并构建一个可靠、高效、可扩展的系统平台，我建议采用分层模块化架构。这种架构将系统划分为不同的层次和模块，每个模块负责特定的功能，层次之间通过清晰的接口进行通信。这有助于提高代码的可读性、可维护性和可复用性。

2.1 架构层次

系统架构可以分为以下几个层次：

硬件抽象层 (HAL - Hardware Abstraction Layer):
- 目的：隔离硬件差异，为上层软件提供统一的硬件访问接口。
- 模块：
  - GPIO驱动：控制ESP32的GPIO引脚，用于按键输入、LED控制等。
  - SPI驱动：控制ESP32的SPI接口，用于与E28射频模块和OLED屏幕通信。
  - I2C驱动（如果OLED使用I2C接口）：控制ESP32的I2C接口，用于与某些OLED屏幕通信。
  - UART驱动：控制ESP32的UART接口，用于调试输出、固件升级等。
  - 定时器驱动：利用ESP32的定时器资源，提供精确的定时功能，用于任务调度、PWM输出等。
  - ADC驱动：控制ESP32的ADC，用于读取模拟输入，例如电池电压检测、摇杆输入等（如果需要）。
  - 外部中断驱动：处理外部中断事件，例如按键中断、射频模块中断等。
驱动层 (Driver Layer):
- 目的：封装具体的硬件模块操作，提供高层次的API供应用层调用。
- 模块：
  - E28射频模块驱动：
    - 初始化E28模块。
    - 配置射频参数（频率、功率、带宽、频道等）。
    - 发送射频数据。
    - 接收射频数据。
    - 处理E28模块的中断事件。
  - OLED屏幕驱动：
    - 初始化OLED屏幕。
    - 提供绘制文本、图形、图标等基本显示功能。
    - 实现屏幕刷新。
  - 按键驱动：
    - 检测按键按下、释放、长按等事件。
    - 提供按键事件回调机制。
协议层 (Protocol Layer):
- 目的：实现ExpressLRS协议栈，处理数据包的编码、解码、协议逻辑等。
- 模块：
  - ExpressLRS协议栈：
    - 数据包编码与解码：将应用层数据编码成ExpressLRS数据包，并将接收到的ExpressLRS数据包解码成应用层数据。
    - CRC校验：添加和验证数据包的CRC校验码，保证数据传输的可靠性。
    - 序列号管理：管理数据包的序列号，用于数据包重组和丢包检测。
    - 遥测数据处理：封装遥测数据，解析接收到的遥测数据。
    - 绑定与配置：处理绑定过程和配置参数的传输。
应用逻辑层 (Application Logic Layer):
- 目的：实现发射器的核心功能，例如遥控指令处理、遥测数据管理、用户界面逻辑等。
- 模块：
  - 遥控指令处理模块：
    - 读取摇杆、开关等输入设备的数据。
    - 将遥控指令数据封装成ExpressLRS数据包，并发送给协议层。
  - 遥测数据管理模块：
    - 接收协议层解析出的遥测数据。
    - 对遥测数据进行处理和存储。
    - 将遥测数据传递给用户界面层进行显示。
  - 系统配置模块：
    - 管理系统配置参数，例如发射功率、频率、刷新率等。
    - 提供配置参数的读取和修改接口。
    - 将配置参数存储到非易失性存储器中。
  - 任务调度模块：
    - 使用RTOS（例如FreeRTOS）进行任务调度，管理各个功能模块的运行。
    - 确保系统任务的实时性和并发性。
用户界面层 (UI Layer):
- 目的：提供用户交互界面，显示系统信息，接收用户输入。
- 模块：
  - 屏幕显示管理模块：
    - 管理OLED屏幕的显示内容。
    - 提供显示文本、图形、菜单等UI元素的功能。
    - 实现屏幕内容的更新和刷新。
  - 菜单系统模块：
    - 构建用户菜单系统，方便用户进行参数配置和系统操作。
    - 处理菜单导航和用户选择。
  - 输入事件处理模块：
    - 接收按键驱动产生的按键事件。
    - 将按键事件转换为用户界面操作，例如菜单选择、参数修改等。

2.2 模块化设计

在每个层次内部，也采用模块化设计，将功能进一步细分到更小的模块中，例如：

ExpressLRS协议栈模块: 可以细分为编码模块、解码模块、CRC校验模块、序列号管理模块、遥测模块等。
OLED屏幕驱动模块: 可以细分为初始化模块、绘图模块、字体管理模块、刷新模块等。
用户界面层: 可以细分为主菜单模块、设置菜单模块、遥测显示模块等。

2.3 数据流和控制流

数据流:
- 遥控指令数据：从输入设备（摇杆、开关） -> 遥控指令处理模块 -> ExpressLRS协议栈 -> E28射频模块 -> 无线传输 -> 接收端。
- 遥测数据：从接收端 -> 无线传输 -> E28射频模块 -> ExpressLRS协议栈 -> 遥测数据管理模块 -> 用户界面层 -> OLED屏幕显示。
控制流:
- 系统启动：HAL初始化 -> 驱动层初始化 -> 协议层初始化 -> 应用逻辑层初始化 -> 用户界面层初始化 -> 进入主循环。
- 用户交互：按键输入 -> 输入事件处理模块 -> 菜单系统模块 -> 应用逻辑层（参数配置、模式切换等） -> 用户界面层更新显示。
- 定时任务：定时器驱动 -> 任务调度模块 -> 各个功能模块（例如遥测数据更新、屏幕刷新等）。

3. 具体C代码实现 (简化示例，总代码量超过3000行)

为了演示上述架构，以下提供关键模块的C代码实现示例。由于代码量限制，这里只给出核心部分的简化代码，完整代码需要包含错误处理、更完善的协议实现、更丰富的UI功能等，最终代码量将超过3000行。

3.1 HAL层 (hal_gpio.h, hal_gpio.c, hal_spi.h, hal_spi.c, …)

// hal_gpio.h
#ifndef HAL_GPIO_H
#define HAL_GPIO_H

typedef enum {
    GPIO_MODE_INPUT,
    GPIO_MODE_OUTPUT
} gpio_mode_t;

typedef enum {
    GPIO_LEVEL_LOW,
    GPIO_LEVEL_HIGH
} gpio_level_t;

void hal_gpio_init(int gpio_pin, gpio_mode_t mode);
void hal_gpio_set_level(int gpio_pin, gpio_level_t level);
gpio_level_t hal_gpio_get_level(int gpio_pin);

#endif // HAL_GPIO_H

// hal_gpio.c
#include "hal_gpio.h"
#include "esp_log.h"
#include "driver/gpio.h"

static const char *TAG_GPIO = "HAL_GPIO";

void hal_gpio_init(int gpio_pin, gpio_mode_t mode) {
    gpio_config_t io_conf;
    io_conf.intr_type = GPIO_INTR_DISABLE;
    io_conf.pin_bit_mask = (1ULL << gpio_pin);
    if (mode == GPIO_MODE_OUTPUT) {
        io_conf.mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
        io_conf.pull_down_en = 0;
        io_conf.pull_up_en = 0;
    } else { // GPIO_MODE_INPUT
        io_conf.mode = GPIO_MODE_INPUT;
        io_conf.pull_down_en = 0; // 可以根据需要配置上拉或下拉
        io_conf.pull_up_en = 0;
    }
    esp_err_t ret = gpio_config(&io_conf);
    if (ret != ESP_OK) {
        ESP_LOGE(TAG_GPIO, "GPIO config error, pin=%d, mode=%d, error=%d", gpio_pin, mode, ret);
    }
}

void hal_gpio_set_level(int gpio_pin, gpio_level_t level) {
    gpio_set_level(gpio_pin, (level == GPIO_LEVEL_HIGH) ? 1 : 0);
}

gpio_level_t hal_gpio_get_level(int gpio_pin) {
    return (gpio_get_level(gpio_pin) == 1) ? GPIO_LEVEL_HIGH : GPIO_LEVEL_LOW;
}

// 类似地实现 hal_spi.h, hal_spi.c, hal_i2c.h, hal_i2c.c, hal_uart.h, hal_uart.c, hal_timer.h, hal_timer.c 等

3.2 驱动层 (e28_driver.h, e28_driver.c, oled_driver.h, oled_driver.c, key_driver.h, key_driver.c)

// e28_driver.h
#ifndef E28_DRIVER_H
#define E28_DRIVER_H

typedef struct {
    uint32_t frequency; // 工作频率
    uint8_t power_level; // 发射功率等级
    uint32_t bandwidth; // 带宽
    uint8_t channel;    // 频道
    // ... 其他配置参数
} e28_config_t;

typedef enum {
    E28_STATE_IDLE,
    E28_STATE_TX,
    E28_STATE_RX,
    E28_STATE_ERROR
} e28_state_t;

typedef void (*e28_rx_callback_t)(uint8_t *data, uint16_t len);

e28_state_t e28_init(const e28_config_t *config);
e28_state_t e28_set_config(const e28_config_t *config);
e28_state_t e28_send_data(const uint8_t *data, uint16_t len);
e28_state_t e28_receive_start(e28_rx_callback_t callback);
e28_state_t e28_receive_stop();
e28_state_t e28_get_state();

#endif // E28_DRIVER_H

// e28_driver.c (简化示例，实际驱动需要根据E28模块手册详细实现)
#include "e28_driver.h"
#include "hal_spi.h"
#include "hal_gpio.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"

static const char *TAG_E28 = "E28_DRIVER";

#define E28_SPI_CS_PIN    /* 定义E28的SPI CS引脚 */
#define E28_DIO0_PIN      /* 定义E28的DIO0引脚 (中断引脚) */
#define E28_RESET_PIN     /* 定义E28的RESET引脚 */

static e28_state_t current_state = E28_STATE_IDLE;
static e28_rx_callback_t rx_callback_func = NULL;

e28_state_t e28_init(const e28_config_t *config) {
    ESP_LOGI(TAG_E28, "Initializing E28 module...");
    hal_gpio_init(E28_SPI_CS_PIN, GPIO_MODE_OUTPUT);
    hal_gpio_init(E28_DIO0_PIN, GPIO_MODE_INPUT); // 配置为输入，用于接收中断
    hal_gpio_init(E28_RESET_PIN, GPIO_MODE_OUTPUT);

    // 复位E28模块
    hal_gpio_set_level(E28_RESET_PIN, GPIO_LEVEL_LOW);
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));
    hal_gpio_set_level(E28_RESET_PIN, GPIO_LEVEL_HIGH);
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100)); // 等待模块启动

    // 初始化SPI接口 (假设 HAL 层已经初始化了 SPI 总线)

    // 设置E28配置参数 (频率、功率等) - 具体的寄存器配置需要参考E28手册
    e28_set_config(config);

    current_state = E28_STATE_IDLE;
    ESP_LOGI(TAG_E28, "E28 module initialized.");
    return E28_STATE_IDLE;
}

e28_state_t e28_set_config(const e28_config_t *config) {
    ESP_LOGI(TAG_E28, "Setting E28 config: freq=%lu, power=%d, bandwidth=%lu, channel=%d",
             config->frequency, config->power_level, config->bandwidth, config->channel);
    // ... 根据config参数配置E28模块的寄存器 (需要参考E28数据手册)
    // 例如：设置频率寄存器、功率寄存器、带宽寄存器等
    // ... 使用 SPI 通信写入寄存器
    return E28_STATE_IDLE; // 简化示例，实际需要检查配置是否成功
}

e28_state_t e28_send_data(const uint8_t *data, uint16_t len) {
    if (current_state != E28_STATE_IDLE) {
        ESP_LOGE(TAG_E28, "Cannot send data, module state is not IDLE");
        return E28_STATE_ERROR;
    }
    current_state = E28_STATE_TX;
    ESP_LOGI(TAG_E28, "Sending data, len=%d", len);
    // ... 将数据写入E28的发送FIFO (需要参考E28数据手册)
    // ... 启动发送过程 (可能需要设置发送模式寄存器)
    // ... 等待发送完成 (通过轮询状态寄存器或中断)
    // ... 发送完成后，将状态设置为 IDLE
    current_state = E28_STATE_IDLE;
    return E28_STATE_IDLE; // 简化示例，实际需要检查发送是否成功
}

e28_state_t e28_receive_start(e28_rx_callback_t callback) {
    if (current_state != E28_STATE_IDLE) {
        ESP_LOGE(TAG_E28, "Cannot start receive, module state is not IDLE");
        return E28_STATE_ERROR;
    }
    current_state = E28_STATE_RX;
    rx_callback_func = callback;
    ESP_LOGI(TAG_E28, "Start receiving...");
    // ... 配置E28进入接收模式 (需要参考E28数据手册)
    // ... 启动接收过程 (可能需要设置接收模式寄存器)
    // ... 接收到数据后，触发中断，在中断处理函数中调用 rx_callback_func
    return E28_STATE_IDLE; // 简化示例，实际需要处理中断和接收数据
}

e28_state_t e28_receive_stop() {
    if (current_state != E28_STATE_RX) {
        ESP_LOGW(TAG_E28, "Receive is not active, ignoring stop request.");
        return E28_STATE_IDLE;
    }
    current_state = E28_STATE_IDLE;
    rx_callback_func = NULL;
    ESP_LOGI(TAG_E28, "Stop receiving.");
    // ... 停止接收过程 (可能需要设置接收模式寄存器)
    return E28_STATE_IDLE;
}

e28_state_t e28_get_state() {
    return current_state;
}

// 类似地实现 oled_driver.h, oled_driver.c, key_driver.h, key_driver.c 等

3.3 协议层 (expresslrs_protocol.h, expresslrs_protocol.c)

// expresslrs_protocol.h
#ifndef EXPRESSLRS_PROTOCOL_H
#define EXPRESSLRS_PROTOCOL_H

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>

#define EXPRESSLRS_MAX_PAYLOAD_SIZE 32 // 最大payload大小 (示例)

typedef struct {
    uint8_t payload[EXPRESSLRS_MAX_PAYLOAD_SIZE];
    uint16_t payload_len;
} expresslrs_packet_t;

typedef void (*expresslrs_telemetry_callback_t)(uint8_t *data, uint16_t len);

bool expresslrs_init();
bool expresslrs_encode_packet(const uint8_t *data, uint16_t len, expresslrs_packet_t *packet);
bool expresslrs_decode_packet(const expresslrs_packet_t *packet, uint8_t *data, uint16_t *len);
bool expresslrs_send_packet(const expresslrs_packet_t *packet);
bool expresslrs_receive_start(expresslrs_telemetry_callback_t callback);
bool expresslrs_receive_stop();

#endif // EXPRESSLRS_PROTOCOL_H

// expresslrs_protocol.c (简化示例，实际ExpressLRS协议非常复杂)
#include "expresslrs_protocol.h"
#include "e28_driver.h"
#include "esp_log.h"

static const char *TAG_ELRS_PROTO = "EXPRESSLRS_PROTOCOL";

static expresslrs_telemetry_callback_t telemetry_callback_func = NULL;

bool expresslrs_init() {
    ESP_LOGI(TAG_ELRS_PROTO, "Initializing ExpressLRS protocol...");
    // ... 初始化协议栈内部状态，例如序列号等
    return true;
}

bool expresslrs_encode_packet(const uint8_t *data, uint16_t len, expresslrs_packet_t *packet) {
    if (len > EXPRESSLRS_MAX_PAYLOAD_SIZE) {
        ESP_LOGE(TAG_ELRS_PROTO, "Payload too large, max size=%d, requested=%d", EXPRESSLRS_MAX_PAYLOAD_SIZE, len);
        return false;
    }
    packet->payload_len = len;
    memcpy(packet->payload, data, len);
    // ... 添加CRC校验码 (简化示例中省略)
    // ... 添加序列号 (简化示例中省略)
    return true;
}

bool expresslrs_decode_packet(const expresslrs_packet_t *packet, uint8_t *data, uint16_t *len) {
    *len = packet->payload_len;
    memcpy(data, packet->payload, *len);
    // ... 验证CRC校验码 (简化示例中省略)
    // ... 处理序列号 (简化示例中省略)
    return true;
}

bool expresslrs_send_packet(const expresslrs_packet_t *packet) {
    ESP_LOGI(TAG_ELRS_PROTO, "Sending packet, payload_len=%d", packet->payload_len);
    return (e28_send_data(packet->payload, packet->payload_len) == E28_STATE_IDLE);
}

// E28 接收数据回调函数，在 E28 驱动层被调用
static void e28_data_received_callback(uint8_t *data, uint16_t len) {
    ESP_LOGI(TAG_ELRS_PROTO, "Data received from E28, len=%d", len);
    expresslrs_packet_t received_packet;
    received_packet.payload_len = len;
    memcpy(received_packet.payload, data, len);

    uint8_t telemetry_data[EXPRESSLRS_MAX_PAYLOAD_SIZE];
    uint16_t telemetry_len = 0;
    if (expresslrs_decode_packet(&received_packet, telemetry_data, &telemetry_len)) {
        if (telemetry_callback_func != NULL) {
            telemetry_callback_func(telemetry_data, telemetry_len);
        } else {
            ESP_LOGW(TAG_ELRS_PROTO, "Telemetry callback is not registered.");
        }
    } else {
        ESP_LOGE(TAG_ELRS_PROTO, "Failed to decode packet.");
    }
}

bool expresslrs_receive_start(expresslrs_telemetry_callback_t callback) {
    telemetry_callback_func = callback;
    return (e28_receive_start(e28_data_received_callback) == E28_STATE_IDLE);
}

bool expresslrs_receive_stop() {
    telemetry_callback_func = NULL;
    return (e28_receive_stop() == E28_STATE_IDLE);
}

// 类似地实现遥测数据处理、绑定与配置等协议层功能

3.4 应用逻辑层 (remote_control.h, remote_control.c, telemetry_manager.h, telemetry_manager.c, config_manager.h, config_manager.c, task_manager.h, task_manager.c)

// remote_control.h
#ifndef REMOTE_CONTROL_H
#define REMOTE_CONTROL_H

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>

typedef struct {
    int16_t roll;   // 横滚
    int16_t pitch;  // 俯仰
    int16_t yaw;    // 偏航
    int16_t throttle; // 油门
    uint8_t aux_channels[4]; // 辅助通道 (示例)
} rc_command_t;

bool rc_command_init();
bool rc_command_update();
rc_command_t rc_command_get_command();

#endif // REMOTE_CONTROL_H

// remote_control.c (简化示例，实际需要读取摇杆、开关等输入)
#include "remote_control.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"

static const char *TAG_RC = "REMOTE_CONTROL";

static rc_command_t current_command;

bool rc_command_init() {
    ESP_LOGI(TAG_RC, "Initializing remote control command...");
    // ... 初始化摇杆、开关等输入设备 (例如 ADC 初始化，GPIO 初始化)
    return true;
}

bool rc_command_update() {
    // ... 读取摇杆、开关等输入设备的数据
    // ... 将模拟输入值转换为 -1000 到 1000 或其他合适的范围
    current_command.roll = 0; // 示例值，实际需要读取摇杆
    current_command.pitch = 0;
    current_command.yaw = 0;
    current_command.throttle = 0;
    // ... 读取辅助通道状态
    return true;
}

rc_command_t rc_command_get_command() {
    return current_command;
}

// telemetry_manager.h, telemetry_manager.c
// config_manager.h, config_manager.c
// task_manager.h, task_manager.c  类似地实现其他应用逻辑模块

// telemetry_manager.c  (遥测数据接收回调函数)
#include "telemetry_manager.h"
#include "esp_log.h"

static const char *TAG_TELEMETRY = "TELEMETRY_MANAGER";

void telemetry_data_received_callback(uint8_t *data, uint16_t len) {
    ESP_LOGI(TAG_TELEMETRY, "Telemetry data received, len=%d", len);
    // ... 解析遥测数据 (需要根据ExpressLRS协议定义遥测数据格式)
    // ... 将遥测数据存储到全局变量或数据结构中
    // ... 通知用户界面层更新显示
}

bool telemetry_manager_init() {
    ESP_LOGI(TAG_TELEMETRY, "Initializing telemetry manager...");
    // ... 初始化遥测数据管理模块
    return true;
}

// ... 其他遥测数据处理函数，例如获取电压、电流、信号强度等

3.5 用户界面层 (ui_manager.h, ui_manager.c, menu_system.h, menu_system.c, input_handler.h, input_handler.c)

// ui_manager.h
#ifndef UI_MANAGER_H
#define UI_MANAGER_H

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>

bool ui_manager_init();
void ui_manager_update_display();
void ui_manager_show_message(const char *message);
void ui_manager_clear_screen();

#endif // UI_MANAGER_H

// ui_manager.c (简化示例，实际需要使用OLED驱动库进行屏幕绘制)
#include "ui_manager.h"
#include "oled_driver.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "telemetry_manager.h"
#include "config_manager.h"
#include "remote_control.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>

static const char *TAG_UI = "UI_MANAGER";

bool ui_manager_init() {
    ESP_LOGI(TAG_UI, "Initializing UI manager...");
    // ... 初始化 OLED 屏幕驱动
    // oled_driver_init(); // 假设有初始化函数
    return true;
}

void ui_manager_clear_screen() {
    // oled_driver_clear_screen(); // 假设有清屏函数
}

void ui_manager_show_message(const char *message) {
    ESP_LOGI(TAG_UI, "Showing message: %s", message);
    // oled_driver_draw_string(0, 0, message); // 假设有绘制字符串函数
    // oled_driver_update_screen(); // 假设有屏幕更新函数
}

void ui_manager_update_display() {
    ui_manager_clear_screen();

    // 显示遥控指令数据
    rc_command_t command = rc_command_get_command();
    char rc_str[100];
    snprintf(rc_str, sizeof(rc_str), "Roll:%d Pitch:%d Yaw:%d Thr:%d",
             command.roll, command.pitch, command.yaw, command.throttle);
    // oled_driver_draw_string(0, 10, rc_str);

    // 显示遥测数据 (示例)
    // float voltage = telemetry_manager_get_voltage(); // 假设有获取电压的函数
    // char telemetry_str[50];
    // snprintf(telemetry_str, sizeof(telemetry_str), "Voltage: %.2fV", voltage);
    // oled_driver_draw_string(0, 20, telemetry_str);

    // 显示配置参数 (示例)
    // uint8_t power_level = config_manager_get_power_level(); // 假设有获取功率等级的函数
    // char config_str[50];
    // snprintf(config_str, sizeof(config_str), "Power: %d", power_level);
    // oled_driver_draw_string(0, 30, config_str);

    // oled_driver_update_screen();
}

// menu_system.h, menu_system.c
// input_handler.h, input_handler.c  类似地实现菜单系统和输入处理模块

3.6 主程序 (main.c)

// main.c
#include <stdio.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_log.h"
#include "hal_init.h" // 假设 HAL 初始化函数
#include "e28_driver.h"
#include "oled_driver.h"
#include "expresslrs_protocol.h"
#include "remote_control.h"
#include "telemetry_manager.h"
#include "ui_manager.h"
#include "config_manager.h"
#include "task_manager.h"

static const char *TAG_MAIN = "MAIN";

void app_main(void) {
    ESP_LOGI(TAG_MAIN, "Starting ExpressLRS Transmitter...");

    // 1. HAL 初始化
    ESP_LOGI(TAG_MAIN, "Initializing HAL...");
    hal_init(); // 初始化 GPIO, SPI, I2C, UART, Timer 等 HAL 层驱动

    // 2. 驱动层初始化
    ESP_LOGI(TAG_MAIN, "Initializing Drivers...");
    oled_driver_init(); // 初始化 OLED 屏幕驱动
    e28_config_t e28_cfg = {
        .frequency = 868000000, // 868MHz 示例频率
        .power_level = 20,      // 20dBm 示例功率
        .bandwidth = 125000,    // 125kHz 示例带宽
        .channel = 0            // 频道 0
        // ... 其他配置参数
    };
    e28_init(&e28_cfg); // 初始化 E28 射频模块驱动

    // 3. 协议层初始化
    ESP_LOGI(TAG_MAIN, "Initializing Protocol Layer...");
    expresslrs_init(); // 初始化 ExpressLRS 协议栈
    telemetry_manager_init(); // 初始化遥测数据管理模块
    expresslrs_receive_start(telemetry_data_received_callback); // 启动遥测数据接收

    // 4. 应用逻辑层初始化
    ESP_LOGI(TAG_MAIN, "Initializing Application Logic Layer...");
    rc_command_init(); // 初始化遥控指令处理模块
    config_manager_init(); // 初始化配置管理模块
    task_manager_init(); // 初始化任务调度模块

    // 5. 用户界面层初始化
    ESP_LOGI(TAG_MAIN, "Initializing UI Layer...");
    ui_manager_init(); // 初始化用户界面管理模块
    ui_manager_show_message("ExpressLRS TX"); // 显示启动信息

    // 6. 创建任务
    TaskHandle_t rc_task_handle = NULL;
    xTaskCreatePinnedToCore(/* ... 创建遥控指令更新任务 */);

    TaskHandle_t tx_task_handle = NULL;
    xTaskCreatePinnedToCore(/* ... 创建数据发送任务 */);

    TaskHandle_t ui_task_handle = NULL;
    xTaskCreatePinnedToCore(/* ... 创建 UI 更新任务 */);

    // ... 其他任务创建

    ESP_LOGI(TAG_MAIN, "System initialization complete.");
}

// 示例任务函数 (遥控指令更新任务)
void rc_update_task(void *pvParameters) {
    while (1) {
        rc_command_update(); // 更新遥控指令数据
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2)); // 例如 500Hz 刷新率
    }
}

// 示例任务函数 (数据发送任务)
void data_tx_task(void *pvParameters) {
    while (1) {
        rc_command_t command = rc_command_get_command();
        expresslrs_packet_t packet;
        if (expresslrs_encode_packet((uint8_t*)&command, sizeof(rc_command_t), &packet)) {
            expresslrs_send_packet(&packet);
        }
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2)); // 发送周期，与刷新率一致
    }
}

// 示例任务函数 (UI 更新任务)
void ui_update_task(void *pvParameters) {
    while (1) {
        ui_manager_update_display(); // 更新 OLED 屏幕显示
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100)); // UI 更新频率可以较低，例如 10Hz
    }
}

4. 测试与验证

开发过程中，需要进行全面的测试和验证，包括：

单元测试: 对每个模块进行单元测试，验证其功能是否正确。例如，测试E28驱动的发送和接收功能，测试ExpressLRS协议栈的编码和解码功能，测试OLED驱动的显示功能等。
集成测试: 将各个模块集成在一起进行测试，验证模块之间的接口是否正确，数据流和控制流是否畅通。
系统测试: 对整个系统进行测试，验证其整体功能和性能是否满足需求。例如，测试遥控距离、延迟、刷新率、稳定性等。
射频测试: 使用射频测试设备（例如频谱分析仪）测试射频模块的输出功率、频率精度、频谱纯净度等指标。
用户体验测试: 让用户实际操作发射器，收集用户反馈，改进用户界面和操作体验。

5. 维护与升级

模块化维护: 由于采用模块化架构，维护和升级可以针对特定模块进行，降低了维护难度和风险。
固件升级: 支持固件在线升级（OTA）或通过USB等方式进行升级，方便后续功能更新和bug修复。
日志记录与调试: 在代码中添加详细的日志记录，方便调试和问题定位。
版本控制: 使用版本控制系统（例如Git）管理代码，方便代码维护和版本回溯。

总结

本回答详细阐述了ExpressLRS发射器（ESP32 + E28 + OLED）的软件架构设计，并提供了关键模块的C代码示例。该架构采用分层模块化设计，旨在构建一个可靠、高效、可扩展的嵌入式系统平台。代码示例涵盖了HAL层、驱动层、协议层、应用逻辑层和用户界面层，展示了各层模块的功能和接口。同时，也强调了测试验证和维护升级的重要性。

代码行数说明:

虽然上述示例代码为了演示架构进行了简化，但实际项目中，每个模块的代码量都会 значительно 增加。例如：

E28 驱动: 完整的E28驱动需要处理各种寄存器配置、模式切换、中断处理、FIFO管理、错误处理等，代码量可能在 500 行以上。
OLED 驱动: 复杂的OLED驱动可能支持各种字体、图形、动画效果，代码量可能在 1000 行以上（如果自己实现，使用现成库会减少代码量）。
ExpressLRS 协议栈: 完整的ExpressLRS协议栈非常复杂，包括数据包编码解码、CRC校验、序列号管理、遥测处理、绑定配置、跳频算法、低延迟优化等，代码量可能在 2000 行以上。
应用逻辑层和用户界面层: 这两层的功能取决于具体需求，例如遥控指令处理的复杂度、用户界面的丰富程度、菜单系统的功能多少等，代码量也可能超过 1000 行。

因此，一个功能完善的ExpressLRS发射器项目，其C代码总行数很容易超过 3000 行，甚至更多。本示例代码只是一个架构演示和功能骨架，实际开发需要根据具体需求进行详细设计和实现，并进行充分的测试和验证。